DE2504657A1 - METHOD OF PURIFYING CRUDE GAS FROM THE GASIFICATION OF SOLID FUELS - Google Patents
METHOD OF PURIFYING CRUDE GAS FROM THE GASIFICATION OF SOLID FUELSInfo
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Description
METALLGESELLSCHAFT Frankfurt/Hain, den 30.1.1975METALLGESELLSCHAFT Frankfurt / Hain, January 30th, 1975
Aktiengesellschaft .-V/gii/HSz-Aktiengesellschaft.-V / gii / HSz-
Nr. 7554 LÖ : ., —No. 7554 LÖ:., -
Verfahren zum Reinigen von Rohgas aus der Vergasung fester BrennstoffeProcess for the purification of raw gas from the gasification of solid fuels
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen von Rohgas aus der Vergasung von festen Brennstoffen unter erhöhtem Druck mit Wasserdampf und freien Sauerstoff enthaltenden Gasen und gegebenenfalls v/eiteren Vergasungsmitteln.The invention relates to a method for cleaning raw gas from the gasification of solid fuels under increased pressure with gases containing water vapor and free oxygen and optionally further gasification means.
Die Druckvergasung von Kohle mit Sauerstoff und Wasserdampf und gegebenenfalls Kohlendioxid ist z.B. aus dem US-Patent 3 540 8ö7 bekannt. Der Druck im Vergasungsreaktor liegt dabei etwa im Bereich von 4 bis 150 bar und beträgt vorzugsweise 10 bis 80 bar. Durch das bekannte Verfahren kann neben den verschiedenen Kohlesorten auch Torf vergast werden, wobei letzterer zweckmäßigerweise in Form von Torfbriketts in den Gaserzeuger gegeben wird.The pressurized gasification of coal with oxygen and water vapor and optionally carbon dioxide is for example from the U.S. patent 3 540 8ö7 known. The pressure in the gasification reactor is there approximately in the range from 4 to 150 bar and is preferably 10 to 80 bar. By the known method, in addition to the different types of coal also peat are gasified, the latter expediently in the form of peat briquettes in the Gas generator is given.
In der bereits genannten Patentschrift wird auch beschrieben, das heiße Rohgas aus der Druckvergasung durch einen Waschkühler zu führen, wo es mit erwärmtem Wasser in direkten Kontakt gebracht wird. Das Wasser wird über eine normale Rohrleitung zugeführt, die keinerlei Verteil- oder Sprüheinrichtungen enthält. Um das Wasser gleichmäßiger über den Schachtquerschnitt des Waschkühlers zu verteilen, sind im Kühler dachförmige Einbauten angeordnet. Diese Einbauten bewirken keine optimale Durchmischung von Wasser und Gas. Es wird somit nicht verhindert, daß zumindest ein Teil des Wassers in Strähnen mit kleiner Oberfläche durch das Rohgas hindurchfließt. Die Reinigungswirkung im Waschkühler ist deshalb oftThe aforementioned patent also describes to lead the hot raw gas from the pressurized gasification through a washing cooler, where it is brought into direct contact with heated water. The water is through a normal pipe supplied, which does not contain any distribution or spraying devices. In order to distribute the water more evenly over the shaft cross-section of the washing cooler, are in the cooler Roof-shaped fixtures arranged. These internals do not result in optimal mixing of water and gas. It will thus does not prevent at least part of the water from flowing through the raw gas in strands with a small surface area. The cleaning effect in the washer cooler is therefore often
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nicht ausreichend, insbesondere ist nicht immer gewährleistet, daß das Gas bei der Austrittstemperatur aus dem Waschkühler v/a s s er dampf ge sättigt ist. Im bekannten Waschkühler wird ein Teil des im Rohgas mitgeführten Staubes nur unzureichend gekühlt. Die damit verbundenen höheren Temperaturen haben zur Folge, daß diese Staubteilchen nicht als Kondensationskeime wirken können. Das Rohgas verläßt deshalb diese Reinigungsstufe nicht praktisch staubfrei, sondern mit einem Gehalt an Feststoffen von mindestens etwa 1000 mg/Nm .not sufficient, in particular it is not always guaranteed that the gas at the outlet temperature from the wash cooler v / a s s he steam is saturated. In the known washing cooler, part of the dust carried along in the raw gas is insufficient chilled. The associated higher temperatures mean that these dust particles do not act as condensation nuclei can work. The raw gas therefore does not leave this cleaning stage practically dust-free, but with a content of Solids of at least about 1000 mg / Nm.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, die Gasreinigung zu verbessern und das Rohgas so intensiv mit Wasser zu waschen,, daß sein Staubgehalt den Anforderungen für die Verwendung des Gases in Arbeitsmaschinen entspricht. Der Feststoff gehalt im Gas soll deshalb bei höchstens 10 mg/Nm"* und vorzugsweise im Bereich von 1 bis 6 mg/Nm liegen.The object of the invention is therefore to improve the gas purification and to wash the raw gas so intensively with water that its dust content meets the requirements for the use of the gas in work machines. The solid content in Gas should therefore be at most 10 mg / Nm "* and preferably im Range from 1 to 6 mg / Nm.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß das mit Temperaturen von 400 bis 700 C den oder die Gaserzeuger verlassende Staub und Kohlenwasserstoffe enthaltende Rohgas in mindestens zv/ei Waschstufen mit praktisch staubfreiem, fein zerteiltem Waschwasser von 160 bis 3000C besprüht, auf eine Temperatur abgekühlt, die 0 bis 20°C über der Waschwassertemperatur liegt/ und mit Wasserdampf gesättigt wird, und daß aus jeder Waschstufe das staub- und teerhaltige Wasser abgezogen wird. Es wird dabei vermieden, daß Waschwasser einer Stufe im Kreislauf geführt wird, wobei ein Teil des ausgewaschenen Staubes wieder in das Gas zurückgelangen kann.According to the invention this is achieved in that the zv in least / ei washing stages sprayed with temperatures of 400 to 700 C the or the gas generator leaving dust and hydrocarbons comprising crude gas with virtually dust-free, finely divided washing water between 160 and 300 0 C, cooled to a temperature , which is 0 to 20 ° C above the washing water temperature / and is saturated with water vapor, and that the dust and tar-containing water is removed from each washing stage. It is avoided that washing water of one stage is circulated, with part of the washed-out dust being able to get back into the gas.
Die Qualität des Waschwassers muß derart sein, daß es höchstens 200 mg/l Feststoffe enthält. Das fein zerteilte, in Form kleiner Tropfen in das Gas hinein verdüste Waschwasser verdampft zum Teil, wodurch eine erwünschte Abkühlung erreicht wird. Dadurch wird das Rohgas auch schnell mit Wasserdampf gesättigt. Es ist vorteilhaft, die erste Waschstufe als Zyklonwäsche auszubilden. Das Rohgas wird dabei tangential zur zylindrischenThe quality of the wash water must be such that it does not contain more than 200 mg / l solids. The finely divided, smaller in shape Drops of washing water that evaporate into the gas partially evaporates, thereby achieving the desired cooling. This also quickly saturates the raw gas with water vapor. It is advantageous to design the first washing stage as a cyclone wash. The raw gas is tangential to the cylindrical
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Innenwand des Zyklonwäsche ns in diesen eingeleitet, so daß . · sich darin von selbst eine rotierende Strömung ausbildet. . . ._ Das Waschwasser, wird etwa senkrecht von oben.in den Zyklon- ·_. wäscher eingedüst. Die radialen Kräfte der Rotationsströmung des Gases schleudern die Wassertröpfchen und die davon benetzten und nicht benetzten Staubpartikel nach außen zur Wand des Waschgefässes, wo sie auf einen Flüssigkeitsfilm treffen, der nach unten abläuft. Das gleiche geschieht mit den Kohlenwasser stoff tropf en. Gleichzeitig wird durch hohe Relativgeschwindigkeiten zwischen Wassertropfen und Gasbestandteilen die Wahrscheinlichkeit der Staubbenetzung erhöht. Falls erforderlich, kann in der unteren Hälfte des Zyklonwäschers zusätzliches Waschwasser eingedüst werden.Inner wall of the cyclone washing ns initiated in this so that. · A rotating flow forms in it by itself. . . ._ The washing water is fed approximately vertically from above into the cyclone · _. washer sprayed. The radial forces of the rotational flow of the gas throw the water droplets and the dust particles wetted and not wetted by them outwards to the wall of the washing vessel, where they meet a liquid film that runs downwards. The same happens with the hydrocarbon droplets. At the same time, the high relative speeds between water droplets and gas components increase the likelihood of dust wetting. If necessary, additional washing water can be injected into the lower half of the cyclone washer.
Üblichervreise genügen zwei Waschstufen, wobei z.B. ein Radialstrom- oder Venturiwäscher die zweite Waschstufe bildet. Auch im Radialstromwäscher oder Venturiwäscher besteht eine hohe Relativgeschwindigkeit zwischen dem Gas und den Wassertröpfchen mit einer entsprechend hohen Benetzimgswahrscheinlichkeit für die Feststoffteilchen im Gas.Usually two washing stages are sufficient, whereby e.g. a radial flow or venturi scrubber forms the second washing stage. There is also a high level in the radial flow washer or venturi washer Relative speed between the gas and the water droplets with a correspondingly high probability of wetting for the solid particles in the gas.
Um eine rasche Sättigung des Rohgases mit Wasserdampf in den Waschstufen und gleichzeitig auch eine hohe Wahrscheinlichkeit für Benetzung der Feststoffteilchen zu erreichen, wird das Waschwasser durch Düsen fein versprüht in den Waschkühler eingebracht. Auch ist es zweckmäßig, pro Normalkubikmeter Rohgas 0,5 bis 6 1 Waschwasser einzusetzen. Der Gasdruck in den Waschstufen ist etv/a der gleiche wie im Gaserzeugungsreaktor und liegt bei 4 bis 150 bar, vorzugsweise im Bereich von 10 bis 80 bar.In order to rapidly saturate the raw gas with water vapor in the Washing stages and at the same time also a high probability To achieve wetting of the solid particles, the wash water is finely sprayed through nozzles and introduced into the wash cooler. It is also advisable to use 0.5 to 6 liters of washing water per normal cubic meter of raw gas. The gas pressure in the washing stages is etv / a the same as in the gas generation reactor and is from 4 to 150 bar, preferably in the range from 10 to 80 bar.
Enthält das Rohgas aus der Druckvergasung Schwefelverbindungen, so:".ist es aus Gründen des Umweltschutzes unerläßlich, diese aus dem Gas auszuwaschen. Dies geschieht vorteilhafterweise nach . der letzten Waschstufe durch ein an sich bekanntes Entschwefelungsverfahren, das z.B. mit einer wäßrigen Lösung von Kalium-If the raw gas from the pressurized gasification contains sulfur compounds, so: ". For reasons of environmental protection, it is imperative to stop this to wash out the gas. This is advantageously done after. the last washing stage by a known desulfurization process, which e.g. with an aqueous solution of potassium
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karbonat arbeitet. Zu diesem Zweck muß das Gas durch Wärmeaustausch auf 13O0C oder noch darunter abgekühlt werden. Danach erfolgt die Entschwefelung etwa bei dem Druck, den das Gas beim Verlassen der vorausgegangenen Waschstufe hatte. Das in der letzten Waschstufe ausreichend staubfrei gewaschene und so von Schwefelverbindungen befreite Gas kann dam z.B. unmittelbar in einen Kraftwerksprozeß eingeleitet v/erden. Es kann vorteilhaft sein, das entschwefelte Gas vor der Energienutzung auf Temperaturen von 160 bis 180°C zu bringen und es dabei mit Wasserdampf zu sättigen. Die Sättigungstemperatur sollte dabei nur so hoch gewählt werden, daß das erzeugte feuchte Rohgas für die nachfolgende Verbrennung noch einen unteren Heizwert von über 800 kcal/Nm besitzt.carbonate works. To this end, the gas must by heat exchange to 13O 0 C or will be cooled less. The desulphurisation then takes place at approximately the same pressure that the gas had when it left the previous scrubbing stage. The gas, washed sufficiently dust-free in the last scrubbing stage and thus freed from sulfur compounds, can then, for example, be introduced directly into a power plant process. It can be advantageous to bring the desulphurized gas to temperatures of 160 to 180 ° C before using it for energy and to saturate it with water vapor. The saturation temperature should only be selected so high that the moist raw gas produced still has a lower calorific value of over 800 kcal / Nm for the subsequent combustion.
Um den Energieinhalt des Gases, das z.B. für einen Kraftwerksprozeß bestimmt ist, noch zu erhöhen, werden auskondensierte Kohlenwasserstoffe vorher möglichst wieder zugesetzt. Dies kann einmal dadurch geschehen, daß dem Waschwasser gereinigtes, teerhaltiges Wasser aus den Waschstufen zugesetzt wird. Die Reinigung des Waschwassers und die Abscheidung des Teeres erfolgen in bekannter Weise. Den Waschstufen können auch noch leicht flüchtige, flüssige Kohlenwasserstoffe zugesetzt werden.In order to increase the energy content of the gas, which is e.g. Hydrocarbons added again beforehand if possible. This can be done once by adding purified, tar-containing water from the washing stages is added. The cleaning of the washing water and the separation of the tar take place in a known way. Highly volatile, liquid hydrocarbons can also be added to the washing stages.
Einzelheiten des Verfahrens werden mit Hilfe der Zeichnung nachfolgend näher erläutert.
Im einzelnen zeigt:Details of the method are explained in more detail below with the aid of the drawing.
In detail shows:
Fig. 1 ein Verfahrensschema für die Gasreinigung, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II - II durch den Zyklonwäscher der Fig. 1,1 shows a process scheme for gas cleaning, FIG. 2 shows a section along the line II - II through the cyclone scrubber of FIG. 1,
Fig,. 3 ein Verfahrens schema für die Gasreinigung mit Entschwefelung. Fig. 3 a process scheme for gas cleaning with desulfurization.
Im Verfahrensschema der Fig. 1 werden im Gaserzeuger 1 feste Brennstoffe, wie Kohle oder auch Torf, in bekannter Weise unter Druck vergast. Der Druck im Gaserzeuger liegt im Bereich vonIn the process diagram of FIG. 1, 1 solid in the gas generator Fuels, such as coal or peat, gasified in a known manner under pressure. The pressure in the gas generator is in the range of
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bis 150 bar und vorzugsweise bei 10 Ms 80 bar. Der Brennstoff wird durch die Leitung 2 eingeschleust; die Vergasungsmittel, nämlich freien Sauerstoff enthaltende Gase und Wasserdampf-,-" werden durch die Leitungen 3 und 4 zugegeben. Das Produktgas verläßt den Gaserzeuger 1 durch die Leitung 5» Es hat beim Einsatz einer Steinkohle als Brennstoff etwa folgende Zusammensetzung (bei einem Betriebsdruck von 20 bar und Vergasung mit Luft und Wasserdampf):up to 150 bar and preferably at 10 Ms 80 bar. The fuel is introduced through line 2; the gasifying agents, namely gases containing free oxygen and water vapor -, - "are added through lines 3 and 4. The product gas leaves the gas generator 1 through the line 5. When coal is used as fuel, it has approximately the following composition (at an operating pressure of 20 bar and gasification with air and water vapor):
H2 : 18 bis 25 Vol.96
CO : 14 bis 22 Vol.tf
CO2: 11 bis 16 Vol. Ji
3 bis 5 Vol.%H 2 : 18-25 vol.96
CO: 14 to 22 vol
CO 2 : 11 to 16 vol. Ji
3 to 5 vol.%
: 0,1 bis 0,4 Vol.96 im trockenen Gas "N0 : 36 bis 48 Vol. % : 0.1 to 0.4 vol. 96 in dry gas "N 0 : 36 to 48 vol. %
Wasserdampf : 100 bis 400 g/Hm trockenes Gas Staub: 2 bis 12 g/Nnr trockenes GasWater vapor: 100 to 400 g / Hm dry gas Dust: 2 to 12 g / Nnr dry gas
Der Schwefel der eingesetzten Kohle liegt weitgehend in Form von Schwefelwasserstoff vor. Der Volumenanteil der Schwefelverbindung im Gas hängt vom Schwefelgehalt der Einsatzkohle ab und kann deshalb in weiten Grenzen variieren.The sulfur in the coal used is largely in the form of hydrogen sulfide. The volume fraction of the sulfur compound in the gas depends on the sulfur content of the coal used and can therefore vary within wide limits.
Im Zyklonwäscher 6 wird das 400 bis 7000C heiße Rohgas aus der Leitung 5 intensiv mit Wasser aus einer Anzahl von Düsen 7 besprüht. Das Wasser hat eine Temperatur von 160 bis 300 C, zumeist liegt die Temperatur im Bereich von 100 bis 1800C. Die Leitung 5 führt das Gas tangential zur zylindrischen Wand 6a des Zyklonwäschers ein, vglo auch Fig. 2, so daß sich im Wäscher 6 eine rotierende Gasströmung ausbildet. Der Druck im Gasaustritt des Wäschers liegt etwa 0,1 bis 0,5 bar unter dem Druck im Gaserzeuger.In the cyclone scrubber 6 is sprayed from 400 to 700 0 C hot raw gas from the line 5 extensively with water from a number of nozzles 7 that. The water has a temperature between 160 and 300 C, usually the temperature is in the range of 100 to 180 0 C. The line 5, the gas tangentially to the cylindrical wall 6a of the cyclone scrubber, a, cf. o also Fig. 2, so that in Washer 6 forms a rotating gas flow. The pressure in the gas outlet of the scrubber is about 0.1 to 0.5 bar below the pressure in the gas generator.
Das Waschwasser für den Zyklonwäscher 6 ist praktisch staubfrei, um eine gute Reinigungswirkung zu erzielen* Der Gehalt an Staub hzw. Feststoffen im Waschwasser liegt vorzugsweise niedriger als 200 mg/l. Frisches Wasser aus der Leitung 8 wird in einen Druckerhitzer 9 geleitet, zusammen mit gereinigtem,The washing water for the cyclone washer 6 is practically dust-free in order to achieve a good cleaning effect . Solids in the wash water is preferably less than 200 mg / l. Fresh water from line 8 is fed into a pressure heater 9, together with purified,
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teerhaltigem Wasser aus Leitung 10 von einem Teerscheider 11. Aus dem Druckerhitzer 9 wird das Waschwasser unter einem Druck, der 2 bis 50 "bar über dem Druck im Wäscher 6 liegt, in den Verteiler 12 gegeben, von wo es durch die Düsen 7 in den Wäscher gesprüht wird. Die Anordnung der Sprühdüsen 7 im Wäscher kann variieren. Es kann vorteilhaft sein, einen Teil des Wassers bereits in die Leitung 5 einzudüsen. Wichtig ist eine gute Verteilung des Waschwassers über den Wäscherquerschnitt. Um die Kühlung und Sättigung des Rohgases noch zu verbessern, können auch in der unteren Hälfte des Wäschers zusätzliche Düsen angeordnet sein, welche über die Leitung 13 mit Waschwasser versorgt werden. Die Leitung 13 ist in diesem Fall mit dem Druckerhitzer 9 verbunden.tar-containing water from line 10 from a tar separator 11. From the pressure heater 9, the washing water is under a pressure which is 2 to 50 "bar above the pressure in the washer 6, given into the distributor 12, from where it is sprayed through the nozzles 7 into the washer. The arrangement of the spray nozzles 7 in Washer can vary. It can be advantageous to inject some of the water into the line 5. Important is a good distribution of the washing water over the scrubber cross-section. To the cooling and saturation of the raw gas still to improve, additional nozzles can also be arranged in the lower half of the washer, which are connected via line 13 be supplied with washing water. The line 13 is connected to the pressure heater 9 in this case.
Das Gas verläßt den Zyklonwäscher 6 schon weitgehend frei von Staub und mit Wasserdampf praktisch gesättigt durch die Leitung 14.The gas leaves the cyclone scrubber 6 already largely free of dust and practically saturated with water vapor through the line 14th
Staubhaltiges Waschwasser zusammen mit kondensiertem Teer aus dem Rohgas werden in der Leitung 15 aus dem Wäscher abgezogen und in den.Teerscheider 11 geleitet. Infolge unterschiedlicher spezifischer Gewichte wird dort staubhaltiger Schwerteer vom Waschwasser getrennt. Der staubhaltige Schwerteer wird vorzugsweise zurück in den Gaserzeuger 1 geführt. Das Wasser mit einem geringen restlichen Staubgehalt, das zusätzlich noch Kohlenwasserstoffe enthält, \vird als Waschwasser wieder verwendet und in der Leitung 10 abgezogen, um in den Waschprozeß zurückgeführt zu werden. Bei hohem Staubauswurf aus dem Gaserzeuger kann es vorteilhaft sein, einen Teil des praktisch staubfreien Teeres ebenfalls für die Wäsche zu nutzen und diesen Teer der Leitung 10 zuzugeben.Dust-containing washing water together with condensed tar from the raw gas are withdrawn from the scrubber in line 15 and passed into den.Teerscheider 11. As a result of different specific weights, dusty Schwerteer is dated there Wash water separately. The dusty Schwerteer is preferably fed back into the gas generator 1. The water with a low residual dust content, which also contains hydrocarbons, is reused as washing water and withdrawn in line 10 to be returned to the washing process. With high dust emissions from the gas generator it can be advantageous to use part of the practically dust-free tar for washing and to add this tar to line 10.
Das Gas in der Leitung 14 wird zu einem Radialstrom- oder Venturiwäscher 16 geführt, wo es erneut mit fein zerteiltem Wasser von 160 bis 3000C, vorzugsweise 170 bis 2200C, gewaschen wird. Der in Fig. 1 nur schematisch dargestellte Radialstromwäscher ist mit seinen Einzelheiten z.B. in der deutschen Aus-The gas in line 14 is fed to a radial flow or venturi scrubber 16, where it is washed again with finely divided water of 160 to 300 ° C., preferably 170 to 220 ° C. The radial flow washer, shown only schematically in Fig. 1, is with its details, for example, in the German Aus
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legeschrift 2 224 519 oder im US-Patent 3 834 127 beschrieben. Er besitzt am Kopf einen Stutzen 18 zum Anschluß an die Leitung 14. Das Gas strömt im Wäscher 16 nach unten durch die Hittelöffnung 19 einer ansonsten geschlossenen Zwischenplatte 20. Die Mittelöffnung 19 wird von unten nahezu durch einen Teller 21 verschlossen. Zwischen der Hittelöffnung und dem Teller bleibt nur ein schmaler Ringspalt 22 frei. Die Einstellung der Breite des Ringspaltes 22 geschieht durch Verstellen des Tellers in der Höhe mit Hilfe der Stange 23 und des Motors 24. Ein glockenförmiges Leitblech 25 leitet das durch den Ringspalt 22 strömende, dahinter"expandierende Gas zur Wand 16a.patent application 2,224,519 or U.S. Patent 3,834,127. He has at the head a nozzle 18 for connection to the line 14. The gas flows in the scrubber 16 down through the Central opening 19 of an otherwise closed intermediate plate 20. The central opening 19 is almost through a Plate 21 closed. Only a narrow annular gap 22 remains free between the central opening and the plate. The setting the width of the annular gap 22 is done by adjusting the height of the plate with the help of the rod 23 and of the motor 24. A bell-shaped guide plate 25 guides the gas flowing through the annular gap 22 and expanding behind it to wall 16a.
Das Gas wird ständig mit heißem Waschwasser aus der Leitung und der Düse 26 besprüht. Die Temperatur liegt im selben Bereich wie beim Waschwasser, das im Wäscher 6 versprüht wird. Da das Gas aus der Leitung 14 zumindest weitgehend bereits mit Wasserdampf gesättigt ist, genügt es, durch die Düse 26 0,1 bis 0,3 1 Wasser pro Nm trockenes Gas zu versprühen.The gas is continuously sprayed with hot wash water from the line and nozzle 26. The temperature is in the same range as with the washing water that is sprayed in the washer 6. Since the gas from the line 14 is at least largely already with If water vapor is saturated, it is sufficient to spray 0.1 to 0.3 1 of water per Nm of dry gas through the nozzle 26.
Bei der Expansion des mit Wasserdampf gesättigten, durch den Ringspalt 22 gepreßten Gases treten starke Turbulenzen mit entsprechender Relativbewegung zwischen den Wassertröpfchen und den Staubpartikeln auf. Dies begünstigt die Abscheidung des Staubes und der staubhaltigen Wassertröpfchen.During the expansion of the gas, which is saturated with water vapor and pressed through the annular gap 22, strong turbulences occur with a corresponding effect Relative movement between the water droplets and the dust particles. This favors the deposition of the Dust and dusty water droplets.
Das wasserdampfgesättigte Gas wird radial nach außen zur Wand 16a geleitet, wo sich ein Wasserfilm ausbildet, der die mitgerissenen Staubpartikel festhält und sie zum Boden des Wäschers mitnimmt. Das sich am Boden des Wäschers sammelnde, Staub und auch kondensierten Teer enthaltende Waschwasser wird in der Leitung 27 abgezogen und ebenfalls zum Teerscheider 11 geleitet.The water vapor saturated gas is radially outward to the wall 16a where a film of water forms, which holds the dust particles entrained and takes them to the bottom of the washer. The washing water, which collects at the bottom of the washer and contains dust and also condensed tar, is in the Line 27 withdrawn and also passed to the tar separator 11.
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Das nun praktisch staubfreie Gas strömt unter das Leitblech (Pfeile 29) und verläßt den Wäscher durch das Abzugsrohr 28 zur weiteren Verwendung.The gas, which is now practically dust-free, flows under the guide plate (arrows 29) and leaves the washer through the exhaust pipe 28 for further use.
Um den Heizwert des Reingases noch zu erhöhen, können diesem im Wäscher 16 noch niedrigsiedende Kohlenwasserstoffe zugesetzt werden.In order to further increase the calorific value of the clean gas, low-boiling hydrocarbons can be added to it in the scrubber 16 will.
Fig. 3 zeigt das prinzipiell gleiche Verfahren wie Fig. 1, deshalb haben entsprechende Einzelteile gleiche Bezugszahlen.FIG. 3 shows the method that is basically the same as FIG. 1, therefore corresponding individual parts have the same reference numbers.
Das Verfahren gemäß Fig. 3'eignet sich für die Reinigung von Vergasungsgasen, die bei dem Einsatz schwefelhaltiger Brennstoffe erzeugt werden. Das Gas muß deshalb vor der letzten Waschstufe, dem Radialstromwäscher 16, noch von Schwefelverbindungen befreit werden. Dazu wird das den Zyklonwäscher 6 verlassende Gas im Abhitzekessel 30 so weit gekühlt, wie das für die nachfolgende Entschwefelung 31 nötig ist. Bei Anwendung einer an sich bekannten Heißpottaschewäsche wird das Gas im Abhitzekessel 30 auf unter 1300C gekühlt und dann durch die Entschwefelung 31 geleitet. Das im Abhitzekessel anfallende Kondensat wird durch die Leitung 32 ebenfalls dem Teerscheider 11 zugeführt. Das Absorptionsmittel wird der Entschwefelung durch die Leitung 33 zugegeben und gebrauchtes Absorptionsmittel durch die Leitung 34 wieder entfernt und einer nicht dargestellten Regenerierung zugeführt.The method according to FIG. 3 'is suitable for the purification of gasification gases which are generated when fuels containing sulfur are used. The gas must therefore be freed from sulfur compounds before the last scrubbing stage, the radial flow scrubber 16. For this purpose, the gas leaving the cyclone scrubber 6 is cooled in the waste heat boiler 30 to the extent necessary for the subsequent desulfurization 31. When using a known hot potash scrubbing the gas in the waste heat boiler 30 is cooled to below 130 0 C and then passed through the desulfurization 31st The condensate accumulating in the waste heat boiler is also fed to the tar separator 11 through the line 32. The absorbent is added to the desulfurization through line 33 and used absorbent is removed again through line 34 and fed to a regeneration (not shown).
Das ausreichend von Schwefelverbindungen befreite Gas wird in der Leitung 14 in den Radialstromwäscher 16 geleitet. Es kann zv/eckmäßig sein, im Radialstromwäscher 16 etwa die gleiche oder eine höhere Waschwassertemperatur als im Wäscher 6 anzuwenden. Es ist deshalb ein eigener Druckerhitzer 37 mit Frischwasserzufuhr 38 vorhanden. Vom Erhitzer, 37 wird das Waschwasser über Leitung 17 dem Wäscher 16 zugeführt.The gas, which has been sufficiently freed from sulfur compounds, is passed into the radial flow scrubber 16 in the line 14. It can be rectangular to use approximately the same or a higher washing water temperature in the radial flow washer 16 than in the washer 6. There is therefore a separate pressure heater 37 with fresh water supply 38. From the heater 37, the washing water is fed to the washer 16 via line 17.
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Von den Betriebsbedingungen im Abhitzekessel;30 hängt es ab, wie weitgehend von Staub gereinigt das Gas diesen. Apparat verr-% läßt. Es kann deshalb vorteilhaft sein, bei höheren Staubgehalten als 10 mg/Nm den Radialstrom- oder Venturiwäscher vor der Entschwefelungseinrlchtüng anzuordnen. Die-AufSättigung *■ des Gases nach der" Entschwefelungsstufe mit Wasserdampf kann. durch einen einfachen Sättiger ohne oder mit Einbauten vorge-, nommen werden. Bei Staubgehalten im Gas am Austritt des Abhitzekessels 30 unter 10 mg/Nm kann der Radiälströmwäscner vor der Entschwefelungsstufe entfallen. Die Sättigung des'Gases erfolgt dann in einfacher Weise wie yorbeschrieben. ^ ,. , .Of the operating conditions in the waste heat boiler; 30 e depend s on how extensively cleaned of dust, the gas this. Apparatus verr-% leaves. It can therefore be advantageous to arrange the radial flow or venturi scrubber upstream of the desulphurisation unit if the dust content is higher than 10 mg / Nm. The saturation * ■ of the gas after the "desulphurisation stage with steam can be done by a simple saturator with or without internals. If the dust content in the gas at the outlet of the waste heat boiler 30 is below 10 mg / Nm, the radial flow washer before the desulphurisation stage can be omitted The saturation of the gas then takes place in a simple manner as described above.
In einem Verfahren nach Fig. 1 werden, in einem bekannten Gaserzeuger pro Stunde etwa 100.000 Nm .trockenes Rohgas unter einem Druck von 20 bar erzeugt. Als Vergasungsmittel werden etwa 50.000 Nm Luft pro Stunde mit einem Wasserdampfzusatz von ca. 0,7 kg pro Nm Luft in den Gaserzeuger eingeführt. Das erzeugte Rohgas hat folgende Zusammensetzung (trocken gerechnet):In a method according to FIG. 1, in a known gas generator 100,000 Nm of dry raw gas per hour is generated under a pressure of 20 bar. Be used as a gasification agent about 50,000 Nm of air per hour with the addition of water vapor of approx. 0.7 kg per Nm of air is introduced into the gas generator. The raw gas produced has the following composition (dry expected):
CO2 13,2 Vol. JiCO 2 13.2 vol. Ji
CO 18,3 Vol.%CO 18.3% by volume
H2 24,5 Vol.96H 2 24.5 vol 96
CH4 4,2 Vol.?S .CH 4 4.2 vol? S.
N2 39,6 Vol.tfN 2 39.6 vol
CnHm 0,2 Vol.5«C n H m 0.2 vol. 5 "
Dieses Rohgas verläßt den Gaserzeuger 1 mit einer Temperatur von 600°C. Es wird im Zyklonwäscher 6, in welchem ein Druck von 19,8 bar herrscht, mit 1 1 Wasser pro Nm Rohgas besprüht, die Wassertemperatur beträgt 160°C. Das mit Wasserdampf gesättigte Gas verläßt den Wäscher 6 mit einer Temperatur von ca. 1700C; der Staubgehalt des Gases ist dabei noch 550 mg/Nm .This raw gas leaves the gas generator 1 at a temperature of 600 ° C. In the cyclone scrubber 6, in which there is a pressure of 19.8 bar, 1 liter of water per Nm of raw gas is sprayed; the water temperature is 160.degree. The gas saturated with water vapor leaves the washer 6 at a temperature of about 170 ° C .; the dust content of the gas is still 550 mg / Nm.
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Im Radialstromwäscher 16 wird- dieses Gas mit 0,2 1 Wasser pro Nm Gas besprüht; die Temperatür des liäschwässers beträgt ca. 170°C, im Eintrittsbereich des Gases in den Wäscher herrscht ein Druck von 19,7 bar. Das Gas-Wasser-Gemisch wird durch einen Ringspalt 22 hindurchgeleitet,. wobei ein Druckverlust von ca. 0,5 bar eingestellt wird,. Das gereinigte Gas für" die Weiterverwendung hat einen restlichen Staubgehalt von 5 mg pro Nm . Das Gas steht mit Wasserdämpf" ge sättigt mit einer Temperatur von 1700C und einem Druck von ca. 19,0 bar zur Verfügung.'In the radial flow washer 16, this gas is sprayed with 0.2 l of water per Nm of gas; the temperature of the discharge water is approx. 170 ° C, in the area where the gas enters the scrubber there is a pressure of 19.7 bar. The gas-water mixture is passed through an annular gap 22. a pressure loss of approx. 0.5 bar is set. The cleaned gas for further use has a remaining dust content of 5 mg per Nm. The gas is available saturated with water vapor at a temperature of 170 ° C. and a pressure of approx. 19.0 bar.
Beispiel 2 . - J ^ Example 2 . - J ^
In einer Verfahrensvariante nach Fig. "3 wird unter denselben Bedingungen wie im Beispiel 1 eine höher schwefelhaltige Kohle vergast, wobei das Rohgas einen Gehalt an Schwefelverbindungen von ca. 0,4 Vol.% hat. Die Wäsche dieses Gases im Zyklonwäscher6 Befolgt ebenfalls in der bereits im Beispiel 1 beschriebenen Weise. Nach dem Wäscher 6 wird das Gas zur Entschwefelung zunächst im Abhitzekessel 30 auf 120°C gekühlt und dann in der Entschwefelungsstufe 31 unter einem Druck von ca. 19,5 bar mit einer wäßrigen KpCO^-Lösung behandelt. Dabei wird der Gehalt an Schwefelverbindungen im Gas auf ca. 300 ppm gesenkt. Die Regenerierung der K2C0-2-Lauge erfolgt in bekannter Weise durch Entspannen und Erhitzen. Das praktisch schwefelfreie Gas wird im Radialstromwäscher unter den Bedingungen des Beispiels 1 weiterbehandelt.In a process variant according to FIG. 3, a coal with a higher sulfur content is gasified under the same conditions as in Example 1, the raw gas having a sulfur compound content of approx. 0.4% by volume already described in Example 1. After the scrubber 6, the gas for desulfurization is first cooled to 120 ° C. in the waste heat boiler 30 and then treated with an aqueous KpCO ^ solution in the desulfurization stage 31 under a pressure of about 19.5 bar. The content of sulfur compounds in the gas is reduced to about 300 ppm. The regeneration of the K 2 CO 2 liquor is carried out in a known manner by letting down and heating.
- 11 Patentansprüche - 11 claims
609835/0394609835/0394
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